通信系统课程设计Word文档下载推荐.doc
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目录
摘要 3
Abstract 3
1.引言 1
1.1通信系统简介 1
1.2Matlab简介 1
2.系统设计 2
2.1通信系统原理 2
2.2系统整体设计 3
3.子系统设计 4
3.1脉冲编码调制（PCM） 4
3.1.1抽样（Samping） 4
3.1.2量化（Quantizing） 5
3.1.3编码（Coding） 6
3.2Manchester码编解码 6
3.2.1曼切斯特编码原理 7
3.2.2曼切斯特解码原理 7
3.3循环码编解码 8
3.3.1循环码编码原理 9
3.3.2循环码解码原理 9
3.3.3纠错能力 10
3.4ASK调制与解调 11
3.5衰落信道 11
4软件设计及结果分析 12
4.1编程工具的选择 12
4.2软件设计方案 12
4.3编码与调试 13
4.4运行结果及分析 14
5心得体会 19
参考文献 19
附录 20
摘要
在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号，并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。
本论文主要研究了数字信号的传输的基本概念及数字信号传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计数字传输系统。
首先介绍了本课题的理论依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字信号的传输过程。
然后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了分析。
关键词：
PCM调制、曼彻斯特码、循环码、ASK、衰落信道
Abstract
Indigitalcommunicationsystem,needtoinputdigitalsequenceismappedtothesignalinthechanneltransmission,thesequenceofdigitalsignalsourceoutput,aftermappingtobesuitableforthetransmissionofdigitalmodulationsignal,andthereceivingendcorrespondingtoresumetheoriginalsignaldemodulation.SothispapermainlystudiesthedigitalsignaltransmissionandthebasicconceptofdigitalsignaltransmissionprocessandhowtouseMATLABsoftwaresimulationdesignofdigitaltransmissionsystem.Firstintroducedthesubjectofthetheoreticalbasis,includingdigitalcommunication,digitalbasebandtransmissionsystemanddigitalsignaltransmissionprocess.ThenaccordingtothesimulationprocessbasicstepsofusingMATLABsimulationtooltoachievethedigitalbasebandtransmissionsystemsimulationprocess,hascarriedonthesystemanalysis.
Keywords:
PCMmodulation,Manchestercodes,cycliccodes,ASK,fadingchanne
Ⅰ
武汉理工大学《通信系统课群综合训练与设计》课程设计说明书
1.引言
1.1通信系统简介
通信就是信息传输或消息传输，是从一地向另一地传递和交换信息。
实现信息传递所需的一切设备和传输媒质的总和称为通信系统。
通常，通信系统中传输的消息可以分为两类：
一类称作连续消息（模拟消息），另一类称作离散消息（数字消息）。
连续消息是指消息状态是连续的，如连续变化的语音、图像等。
而离散消息的状态是离散取值的，如文字、符号、数据等。
与此对应，通信系统也分为两类：
模拟通信系统和数字通信系统。
数字通信系统的基本特征是：
它传送的信号是“离散”的或数字的。
与模拟通信系统相比数字通信的主要特点是：
（1）抗干扰能力强。
（2）差错可控。
（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算机技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。
因为自然界的许多信息都是模拟信号，例如话音、图像等，为了能用数字通信系统来传送模拟信号，必须对模拟信号进行数字化，即模数转换和数模转换。
所谓模数转换就是将模拟信号转换成数字信号，其核心包括：
（1）对模拟信号在时域上进行抽样操作，完成时间上的离散化；
（2）对模拟信号的抽样值进行量化，完成幅度上的离散化，使幅度变成有限钟取值。
数模转换是模数转换的逆过程，它对接受到的数字信号进行译码和低通滤波等处理，恢复原模拟信号。
模拟信号数字化中最常用的方法就是脉冲编码调制（PCM）。
1.2Matlab简介
MATLAB的名称源自MatrixLaboratory，它的首创者是在数值线性代数领域颇有影响的CleveMoler博士，他也是生产经营MATLAB产品的美国Mathworks公司的创始人之一。
MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。
MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而使其被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作中。
MATLAB与其它计算机高级语言如C，C++等相比，MATLAB语言编程要简洁得多，编程语句更加接近数学描述，可读性好，其强大的图形功能和可视化数据处理能力也是其它高级语言望尘莫及的。
对于具有任何一门高级语言基础的学生来说，学习MATLAB十分容易。
当在实际电子通信系统中进行试验研究比较困难或者根本无法实现时，仿真技术就成为必然的选择。
2.系统设计
2.1通信系统原理
通信的目的是传递消息，通信系统是一个以传递消息为目地的系统，通信系统的一般模型如下：
图1通信系统一般模型
图中，信源的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。
信源输出的信号称为基带信号。
所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；
对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。
信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。
图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。
在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码、解码等。
它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。
信宿是将复原的原始电信号转换成相应的消息。
2.2系统整体设计
此次课程设计是通信系统中的一种系统：
数字通信系统的仿真。
其基本框图如图2所示：
量化
模拟信号
抽样
信道
抽样判决
信道译码
数字滤波器
信源译码
数字调制
信道编码
信源编码
抽
噪声
图2通信系统基本原理框图
其中：
（1）模拟信号为原始的信原信号，采取自己构造以时间函数。
（2）抽样是将上述的时间和幅值都连续的模拟信号转换成时间离散幅值连续的信号。
（3）量化是将上述的时间离散幅值连续的抽样信号转换成时间离散幅值离散的信号，抽样量化采用脉冲编码调制（PCM）。
（4）信源编码是将上述量化后的值编码成0、1比特流的形式，并且可以减少冗余，提高效率，基带码采用Manchester码进行编码。
（5）信道编码是为了提高传输可靠性，信道码采用循环码进行编码。
（6）数字调制是将上述0、1比特流转换成适合在通信信道中传输的波形，调制方式为ASK调制。
（7）信道是信号传输的通道，信号在信道中传输时经常会有噪声的干扰。
（8）数字滤波器是将调制并加有噪声的信号，去除噪声，并且解调后形成方波形式的信号。
（9）抽样判决是将方波形号转换成0、1比特流。
（10）信道译码是信道编码的反过程，采用循环码进行译码。
（11）信源译码是信源编码的反过程，采用Manchester码进行译码。
（12）最后还原成模拟信号。
3.子系统设计
3.1脉冲编码调制（PCM）
脉冲编码调制（PCM）就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。
3.1.1抽样（Samping）
抽样是把模拟信号以其信号带宽2倍以上的频率提取样值，变为在时间轴上离散的抽样信号的过程。
例如，话音信号带宽被限制在0.3～3.4kHz内，用8kHz的抽样频率（fs），就可获得能取代原来连续话音信号的抽样信号。
对一个正弦信号进行抽样获得的抽样信号是一个脉冲幅度调制（PAM）信号。
对抽样信号进行检波和平滑滤波，即可还原出原来的模拟信号。
抽样必须遵循奈奎斯特抽样定理，离散信号才可以完全代替连续信号。
低通连续信号抽样定理内容：
一个频带限制在赫内的时间连续信号,若以的间隔对它进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值完全确定。
语音信号经过抽样变成一种脉冲幅度调制（PAM）信号。
3.1.2量化（Quantizing）
把幅度连续变化的模拟量变成用有限位二进制数字表示的数字量的过程称为量化。
即：
抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍然是模拟信号，其样值在一定的取值范围内，可有无限多个值。
显然，对无限个样值一一给出数字码组来对应是不可能的。
为了实现以数字码表示样值，必须采用“四舍五入”的方法把样值分级“取整”，使一定取值范围内的样值由无限多个值变为有限个值。
量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，当然有所失真，且不再是模拟信号。
这种量化失真在接收端还原模拟信号时表现为噪声，并称为量化噪声。
量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化级差或间隔越小，量化噪声也越小。
量化误差：
量化后的
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